一類磷酸酯兩性表面活性劑的合成及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-13 20:18
磷酸酯兩性表面活性劑既有兩性表面活性劑的多功能特性,從而呈現(xiàn)出優(yōu)良的應(yīng)用性能,如優(yōu)異的發(fā)泡、去污、耐酸堿、柔軟、抗靜電和殺菌性能,又因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)類似于細(xì)胞中的磷酸甘油酯而具有特殊的滑膩感,被廣泛用于日用化學(xué)品領(lǐng)域。此外,酰胺類磷酸酯兩性表面活性劑分子中含酰胺基團(tuán)和磷酸酯基團(tuán),顯示出與皮膚很好的相容性,性能溫和、易于生物降解,其應(yīng)用范圍日趨擴(kuò)大。隨著生活水平的提高,研究環(huán)保型表面活性劑的各項(xiàng)性能可以為表面活性劑工業(yè)提供性能更好的新產(chǎn)品,比如替代工業(yè)產(chǎn)品配方中一些用量大卻不環(huán)保的成分,對(duì)社會(huì)資源可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。本論文基于此合成了一類脂肪酰胺磷酸酯兩性表面活性劑,并研究其合成工藝、表面性能、應(yīng)用性能和復(fù)配性能,以及產(chǎn)物在洗發(fā)水配方中的應(yīng)用,主要內(nèi)容和結(jié)果包括:以磷酸二氫鈉、環(huán)氧氯丙烷、脂肪酸和N,N-二甲基-1,3-丙二胺為原料,使用三步法合成不同碳鏈的磷酸酯兩性表面活性劑(簡(jiǎn)稱Cn-APA)。其中,脂肪酸和N,N-二甲基-1,3-丙二胺縮合得到中間體烷基酰胺丙基二甲基叔胺(簡(jiǎn)稱Cn-PKO),產(chǎn)率為94%。對(duì)加成反應(yīng)和季銨化反應(yīng)的條件進(jìn)行優(yōu)...
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1兩性表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)圖
??待測(cè)液中,帆布未被完全潤(rùn)濕前會(huì)懸浮在液體中,當(dāng)帆布完全被潤(rùn)濕時(shí),由于重力而沉底,因此不同液體的潤(rùn)濕能力可通過(guò)帆布沉降時(shí)間來(lái)表示,時(shí)間越短,潤(rùn)濕能力越強(qiáng)。具體操作方法為:配制800mL濃度為1.5g·L-1的待測(cè)液,置于1000mL燒杯中,保持待測(cè)液的溫度為(20±0.5)oC。將魚鉤鉤入距離帆布邊緣2~3mm處,另一端被絲線固定,如圖所示,將帆布圈快速浸入待測(cè)液中,保持帆布頂端距液面10~20mm處,并開始計(jì)時(shí),當(dāng)魚鉤下端碰到燒杯底的瞬間停止計(jì)時(shí),記錄下帆布沉底所用的時(shí)間,重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次,并取平均值[90]。示意圖3-1帆布沉降裝置Scheme3-1Canvassettlementdevice注:1.鐵絲架2.帆布片3.魚鉤4.絲線2.乳化性能的測(cè)定乳狀液是一種液/液分散的多相體系,屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[91,92]。本文采用分水時(shí)間法[93,94]測(cè)定了不同濃度產(chǎn)物對(duì)液體石蠟的乳化能力,配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Cn-APA水溶液,取40mL到具塞量筒中,再加40mL液體石蠟,40oC下恒溫5min。上下劇烈搖晃量筒5次,在40oC下恒溫1min,然后再連續(xù)重復(fù)5次,最后記錄水相分出10mL的時(shí)間,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次,取平均值,作為判定乳化能力強(qiáng)弱的依據(jù),即時(shí)間越長(zhǎng),乳化能力越強(qiáng)。3.泡沫性能的測(cè)定泡沫屬于一種氣/液分散體系,即氣體以微米級(jí)的小氣泡分散在液體中,屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[95]。本文中的泡沫性能是依據(jù)GB/T13173.6-91[96]測(cè)定,借助羅氏泡沫儀,具體操作過(guò)程為:(1)配制150ppm的硬水:稱取0.148g七水合硫酸鎂,0.132g二水合氯化鈣,溶解在去離子水中,定容到1000mL的容量瓶中。(2)配制待測(cè)溶液:用150ppm硬水溶解2.5g試樣,定容到1000mL的容量瓶中。(3)泡沫高度測(cè)定:將樣
S/C12-APAcompoundingsystemα1cmc(mol·L-1)γcmc(mN·m-1)pc20Γmax×1010(mol·cm-2)Amin(nm2)Amin(ide)(nm2)cmc/c2002.1×10-434.14.394.280.390.395.120.11.8×10-433.34.455.460.300.375.060.31.5×10-428.54.575.460.300.365.580.51.2×10-423.54.736.220.270.356.600.71.4×10-423.84.577.010.240.355.260.91.4×10-431.24.515.640.290.344.6017.5×10-434.03.695.360.310.313.68注:α1是SDS在溶液相中的摩爾分?jǐn)?shù)示意圖4-1SDS/C12-APA復(fù)配體系分子間的相互作用Scheme4-1IntermolecularinteractionofSDS/C12-APAcompoundingsystem由表4-4可知,AEO9/C12-APA復(fù)配體系的表面活性參數(shù)基本介于單一表面活性劑AEO9和C12-APA之間,未表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增效作用[128]。這是因?yàn)镃12-APA分子的親水頭基同時(shí)具有季銨鹽基團(tuán)和磷酸酯基團(tuán),較強(qiáng)的空間位阻使得AEO9分子很難與C12-APA分子有效結(jié)合,AEO9分子未能有效屏蔽C12-APA離子頭基之間的靜電排斥作用,導(dǎo)致復(fù)配體系無(wú)法在氣/液界面形成更加穩(wěn)定、緊密的單分子膜,因而AEO9分子和C12-APA分子之間的相互作用較弱。因此,兩性表面活性劑不一定總能與其他類型表面活性劑表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增效作用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)硅油洗發(fā)水是否是個(gè)偽命題?——硅油在化妝品中的應(yīng)用[J]. 喻明英,王靖,曹光群. 中國(guó)化妝品. 2019(08)
[2]一類以對(duì)苯二胺為聯(lián)接基的雙子表面活性劑的合成及性能[J]. 王晨,許虎君. 日用化學(xué)工業(yè). 2019(05)
[3]泡沫穩(wěn)定性研究進(jìn)展[J]. 宋水祥,羅溪梅,馬鳴澤,周永鋒. 礦冶. 2019(01)
[4]咪唑啉兩性表面活性劑的合成及抗靜電性[J]. 鄭幗,焦曉芳,孫玉. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]烷基磷酸酯兩性表面活性劑的合成及性能[J]. 馮云生,佟白,王天瑞. 印染. 2017(11)
[6]聚醚磷酸酯兩性表面活性劑對(duì)滌綸和錦綸織物的抗靜電研究[J]. 馮云生,佟白. 染整技術(shù). 2017(02)
[7]Gemini表面活性劑黏彈性流體的流變性研究[J]. 張志慶,王芳,周亭,王秀鳳,張國(guó)棟,梁茜茜,李昀澤. 膠體與聚合物. 2016(04)
[8]添加鹽對(duì)Gemini陽(yáng)離子表面活性劑溶液的影響[J]. 陳肖肖,郭嚴(yán),韓傳紅,張軍紅,周士巖,魏西蓮. 日用化學(xué)工業(yè). 2016(10)
[9]磷酸酯兩性表面活性劑在滌綸織物整理中的應(yīng)用[J]. 馮云生,佟白,宋偉明,高淑珍,王宇航,陳鵬三. 染整技術(shù). 2016(06)
[10]綠色表面活性劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 胡劍品,夏雄燕,耿二歡,黃亞茹. 中國(guó)洗滌用品工業(yè). 2016(02)
博士論文
[1]季銨鹽類Gemini表面活性劑在質(zhì)子性溶劑中聚集行為的研究[D]. 李欽堂.山東大學(xué) 2016
[2]甜菜堿活性劑的合成及其在油田應(yīng)用中的基礎(chǔ)研究[D]. 杜勇.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2013
[3]季銨鹽Gemini表面活性劑蠕蟲狀膠束體系:分子間氫鍵的影響和意義[D]. 裴曉梅.福州大學(xué) 2011
[4]烷基二苯醚二磺酸鈉的合成、聚集體系及應(yīng)用性能研究[D]. 許虎君.南京理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]脂肪酸磺烷基酰胺和磺烷基酯的合成與性能研究[D]. 孟方.江南大學(xué) 2019
[2]N-月桂酰肌氨酸鈉的合成與性能研究[D]. 崔娟.江南大學(xué) 2018
[3]磷酸酯表面活性劑合成及結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 劉亨昌.河北科技大學(xué) 2012
[4]新型磺基甜菜堿兩性表面活性劑的設(shè)計(jì)合成與性能[D]. 史雷城.東北石油大學(xué) 2012
[5]磷酸酯表面活性劑的合成及性能研究[D]. 王竹梅.南京理工大學(xué) 2012
[6]新型甜菜堿兩性離子Gemini表面活性劑的合成及性能研究[D]. 薛春利.中北大學(xué) 2011
[7]含酰胺基Gemini陽(yáng)離子表面活性劑的合成、性能及應(yīng)用[D]. 宋聰.江南大學(xué) 2010
[8]脂肪酰胺型陽(yáng)離子表面活性劑的合成和性能研究[D]. 李姝.江南大學(xué) 2009
[9]兩性酰胺型表面活性劑的合成及性能研究[D]. 胡惠齡.江南大學(xué) 2008
[10]水性防銹涂料的制備及性能研究[D]. 岳斌.西北師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3587081
【文章來(lái)源】:江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:82 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1兩性表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)圖
??待測(cè)液中,帆布未被完全潤(rùn)濕前會(huì)懸浮在液體中,當(dāng)帆布完全被潤(rùn)濕時(shí),由于重力而沉底,因此不同液體的潤(rùn)濕能力可通過(guò)帆布沉降時(shí)間來(lái)表示,時(shí)間越短,潤(rùn)濕能力越強(qiáng)。具體操作方法為:配制800mL濃度為1.5g·L-1的待測(cè)液,置于1000mL燒杯中,保持待測(cè)液的溫度為(20±0.5)oC。將魚鉤鉤入距離帆布邊緣2~3mm處,另一端被絲線固定,如圖所示,將帆布圈快速浸入待測(cè)液中,保持帆布頂端距液面10~20mm處,并開始計(jì)時(shí),當(dāng)魚鉤下端碰到燒杯底的瞬間停止計(jì)時(shí),記錄下帆布沉底所用的時(shí)間,重復(fù)實(shí)驗(yàn)10次,并取平均值[90]。示意圖3-1帆布沉降裝置Scheme3-1Canvassettlementdevice注:1.鐵絲架2.帆布片3.魚鉤4.絲線2.乳化性能的測(cè)定乳狀液是一種液/液分散的多相體系,屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[91,92]。本文采用分水時(shí)間法[93,94]測(cè)定了不同濃度產(chǎn)物對(duì)液體石蠟的乳化能力,配制不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Cn-APA水溶液,取40mL到具塞量筒中,再加40mL液體石蠟,40oC下恒溫5min。上下劇烈搖晃量筒5次,在40oC下恒溫1min,然后再連續(xù)重復(fù)5次,最后記錄水相分出10mL的時(shí)間,重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次,取平均值,作為判定乳化能力強(qiáng)弱的依據(jù),即時(shí)間越長(zhǎng),乳化能力越強(qiáng)。3.泡沫性能的測(cè)定泡沫屬于一種氣/液分散體系,即氣體以微米級(jí)的小氣泡分散在液體中,屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定體系[95]。本文中的泡沫性能是依據(jù)GB/T13173.6-91[96]測(cè)定,借助羅氏泡沫儀,具體操作過(guò)程為:(1)配制150ppm的硬水:稱取0.148g七水合硫酸鎂,0.132g二水合氯化鈣,溶解在去離子水中,定容到1000mL的容量瓶中。(2)配制待測(cè)溶液:用150ppm硬水溶解2.5g試樣,定容到1000mL的容量瓶中。(3)泡沫高度測(cè)定:將樣
S/C12-APAcompoundingsystemα1cmc(mol·L-1)γcmc(mN·m-1)pc20Γmax×1010(mol·cm-2)Amin(nm2)Amin(ide)(nm2)cmc/c2002.1×10-434.14.394.280.390.395.120.11.8×10-433.34.455.460.300.375.060.31.5×10-428.54.575.460.300.365.580.51.2×10-423.54.736.220.270.356.600.71.4×10-423.84.577.010.240.355.260.91.4×10-431.24.515.640.290.344.6017.5×10-434.03.695.360.310.313.68注:α1是SDS在溶液相中的摩爾分?jǐn)?shù)示意圖4-1SDS/C12-APA復(fù)配體系分子間的相互作用Scheme4-1IntermolecularinteractionofSDS/C12-APAcompoundingsystem由表4-4可知,AEO9/C12-APA復(fù)配體系的表面活性參數(shù)基本介于單一表面活性劑AEO9和C12-APA之間,未表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增效作用[128]。這是因?yàn)镃12-APA分子的親水頭基同時(shí)具有季銨鹽基團(tuán)和磷酸酯基團(tuán),較強(qiáng)的空間位阻使得AEO9分子很難與C12-APA分子有效結(jié)合,AEO9分子未能有效屏蔽C12-APA離子頭基之間的靜電排斥作用,導(dǎo)致復(fù)配體系無(wú)法在氣/液界面形成更加穩(wěn)定、緊密的單分子膜,因而AEO9分子和C12-APA分子之間的相互作用較弱。因此,兩性表面活性劑不一定總能與其他類型表面活性劑表現(xiàn)出明顯的協(xié)同增效作用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)硅油洗發(fā)水是否是個(gè)偽命題?——硅油在化妝品中的應(yīng)用[J]. 喻明英,王靖,曹光群. 中國(guó)化妝品. 2019(08)
[2]一類以對(duì)苯二胺為聯(lián)接基的雙子表面活性劑的合成及性能[J]. 王晨,許虎君. 日用化學(xué)工業(yè). 2019(05)
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[4]咪唑啉兩性表面活性劑的合成及抗靜電性[J]. 鄭幗,焦曉芳,孫玉. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[5]烷基磷酸酯兩性表面活性劑的合成及性能[J]. 馮云生,佟白,王天瑞. 印染. 2017(11)
[6]聚醚磷酸酯兩性表面活性劑對(duì)滌綸和錦綸織物的抗靜電研究[J]. 馮云生,佟白. 染整技術(shù). 2017(02)
[7]Gemini表面活性劑黏彈性流體的流變性研究[J]. 張志慶,王芳,周亭,王秀鳳,張國(guó)棟,梁茜茜,李昀澤. 膠體與聚合物. 2016(04)
[8]添加鹽對(duì)Gemini陽(yáng)離子表面活性劑溶液的影響[J]. 陳肖肖,郭嚴(yán),韓傳紅,張軍紅,周士巖,魏西蓮. 日用化學(xué)工業(yè). 2016(10)
[9]磷酸酯兩性表面活性劑在滌綸織物整理中的應(yīng)用[J]. 馮云生,佟白,宋偉明,高淑珍,王宇航,陳鵬三. 染整技術(shù). 2016(06)
[10]綠色表面活性劑的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 胡劍品,夏雄燕,耿二歡,黃亞茹. 中國(guó)洗滌用品工業(yè). 2016(02)
博士論文
[1]季銨鹽類Gemini表面活性劑在質(zhì)子性溶劑中聚集行為的研究[D]. 李欽堂.山東大學(xué) 2016
[2]甜菜堿活性劑的合成及其在油田應(yīng)用中的基礎(chǔ)研究[D]. 杜勇.中國(guó)石油大學(xué)(華東) 2013
[3]季銨鹽Gemini表面活性劑蠕蟲狀膠束體系:分子間氫鍵的影響和意義[D]. 裴曉梅.福州大學(xué) 2011
[4]烷基二苯醚二磺酸鈉的合成、聚集體系及應(yīng)用性能研究[D]. 許虎君.南京理工大學(xué) 2005
碩士論文
[1]脂肪酸磺烷基酰胺和磺烷基酯的合成與性能研究[D]. 孟方.江南大學(xué) 2019
[2]N-月桂酰肌氨酸鈉的合成與性能研究[D]. 崔娟.江南大學(xué) 2018
[3]磷酸酯表面活性劑合成及結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 劉亨昌.河北科技大學(xué) 2012
[4]新型磺基甜菜堿兩性表面活性劑的設(shè)計(jì)合成與性能[D]. 史雷城.東北石油大學(xué) 2012
[5]磷酸酯表面活性劑的合成及性能研究[D]. 王竹梅.南京理工大學(xué) 2012
[6]新型甜菜堿兩性離子Gemini表面活性劑的合成及性能研究[D]. 薛春利.中北大學(xué) 2011
[7]含酰胺基Gemini陽(yáng)離子表面活性劑的合成、性能及應(yīng)用[D]. 宋聰.江南大學(xué) 2010
[8]脂肪酰胺型陽(yáng)離子表面活性劑的合成和性能研究[D]. 李姝.江南大學(xué) 2009
[9]兩性酰胺型表面活性劑的合成及性能研究[D]. 胡惠齡.江南大學(xué) 2008
[10]水性防銹涂料的制備及性能研究[D]. 岳斌.西北師范大學(xué) 2006
本文編號(hào):3587081
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